- fases
- Fase de Golgi
- vesícula acrosòmica
- Migració dels centríols
- Fase de casquet
- Canvis importants en el nucli
- Fase d'acrosoma
- Formació de la peça de connexió
- Formació de la peça intermèdia
- Fase de maduració
- morfologia final
- referències
La espermiogènesi, també coneguda com metamorfosi espermàtica, correspon a el procés de transformacions de les espermátides (o espermàtides) en espermatozoides madurs. Aquesta fase ocorre quan les espermátides estan adherides a les cèl·lules de Sertoli.
En contrast, el tèrmic espermatogènesi es refereix a la producció dels espermatozoides haploides (23 cromosomes) a partir de les espermatogonis no diferenciades i diploides (46 cromosomes).
Les espermátides d'un mamífer es caracteritzen per posseir forma arrodonida i no tenir flagell, que és l'apèndix en forma de fuet que ajuda a el moviment, típic dels espermatozoides. Les espermátides ha de madurar en un espermatozoide capaç de realitzar la seva funció: assolir l'òvul i unir-se a aquest.
Per això, han de desenvolupar un flagell reorganitzant morfològicament, adquirint així motilitat i capacitat d'interacció. Les fases de l'espermiogènesi van ser descrites en els anys 1963 i 1964 per Clermont i Heller, gràcies a la visualització de cada un dels canvis usant microcopia de llum en teixits humans.
El procés de diferenciació espermàtica que passa en els mamífers involucra les següents etapes: la construcció d'una vesícula acrosòmica, la formació d'una caputxa, rotació i condensació de l'nucli.
fases
Fase de Golgi
En el complex de Golgi de les espermátides s'acumulen grànuls d'àcids diari, reactiu de Schiff, abreujat PAS.
vesícula acrosòmica
Els grànuls PAS són rics en glicoproteïnes (proteïnes unides a glúcids) i donaran origen a una estructura vesicular anomenada vesícula acrosòmica. Durant la fase de Golgi, aquesta vesícula augmenta en grandària.
La polaritat de l'espermatozoide està definida per la posició de la vesícula acrosòmica i aquesta estructura s'ubicarà al pol anterior de l'espermatozoide.
L'acrosoma és una estructura que conté enzims hidrolítics, com hialuronidasa, tripsina i acrosina, la funció és la desintegració de les cèl·lules que acompanyen l'oòcit, hidrolitzant els components de la matriu, com l'àcid hialurònic.
Aquest procés es coneix com a reacció acrosòmica i s'inicia amb el contacte entre l'espermatozoide i la capa més externa de l'oòcit, anomenada zona pel·lúcida.
Migració dels centríols
Un altre succés clau de la fase de Golgi és la migració dels centríols fins a la regió posterior del espermátide, i passa el seu alineament amb la membrana plasmàtica.
El centríol procedeix a l'acoblament dels nou microtúbuls perifèrics i dels dos centrals que componen el flagell de l'espermatozoide.
Aquest conjunt de microtúbuls són capaços de transformar energia -el ATP (adenosina trifosfat) generat a les mitocrondrias- en moviment.
Fase de casquet
La vesícula acrosòmica procedeix a expandir-se cap a la meitat anterior de l'nucli cel·lular, donant l'aparença d'un casc o un caputxó. En aquesta zona l'embolcall nuclear degenera seus porus i l'estructura s'engrosseix. A més, ocorre la condensació de l'nucli.
Canvis importants en el nucli
Durant l'espermiogènesi ocorre una sèrie de transformacions de l'nucli de el futur espermatozoides, com la compactació a 10% de la mida inicial i el reemplaçament de les histones per protamines.
Les protamines són proteïnes d'uns 5000 Da, rics en arginina, amb lisina en menor proporció, i solubles en aigua. Aquestes proteïnes són comuns en els espermatozoides de diferents espècies i ajuden a la condemnació extrema d'l'ADN en una estructura gairebé cristal·lina.
Fase d'acrosoma
Ocorre un canvi d'orientació de la espermátide: el cap es disposa cap a les cèl·lules de Sertoli i el flagell -en procés de desenvolupament- s'estén a l'interior de l'tub seminífer.
El nucli ja condensat canvia la seva forma, allargant-se i prenent una forma més aplanada. El nucli, juntament amb l'acrosoma, es desplaça a prop de la membrana plasmàtica a l'extrem anterior.
A més, ocorre una reorganització dels microtúbuls en una estructura cilíndrica que s'eixampla des del acrosoma fins a l'extrem posterior de la espermátide.
Quant als centríols, després de finalitzar la seva funció en el desenvolupament de la plaga, tornen a la zona posterior de l'nucli i s'adhereixen a aquest.
Formació de la peça de connexió
Ocorre una sèrie de modificacions per formen "el coll" de l'espermatozoide. Dels centríols, ara adherits a l'nucli, brollen 09:00 fibres d'un diàmetre important que s'escampen a la cua per fora dels microtúbuls.
Cal notar que aquestes fibres denses s'uneixen a l'nucli amb el flagell; per això es coneix com a "peça de connexió".
Formació de la peça intermèdia
La membrana plasmàtica es va desplaçant per poder embolicar a el flagell en desenvolupament, i les mitocòndries es desplacen per formen una estructura helicoïdal al voltant de coll que s'estén fins a la regió posterior immediata.
La nova regió formada s'anomena peça intermèdia, situada a la cua de l'espermatozoide. Així mateix, es poden distingir la beina fibrosa, la peça principal i la peça principal.
Els mitocondris originen una coberta contínua que envolta la peça intermèdia, aquesta capa té forma de piràmide i participa en la generació d'energia i en els moviments espermàtic.
Fase de maduració
L'excés de contingut citoplasmàtic cel·lular és fagocitació per les cèl·lules de Sertoli, en forma de cossos residuals.
morfologia final
Posteriorment a la espermiogènesi, l'espermatozoide ha canviat la seva forma radicalment i ara és una cèl·lula especialitzada amb capacitat de moviment.
En els espermatozoides generats es pot diferenciar la regió de cap (2-3 um d'amplada i 4 a 5 um de longitud), on es localitzen el nucli cel·lular amb la càrrega genètica haploide i el acrosoma.
Posterior al capdavant es troba la regió intermèdia, on s'ubiquen els centríols, l'hèlix mitocondrial i la cua d'uns 50 um de longitud.
El procés de espermiogènesi varia depenent de l'espècie, encara que de mitjana abasta d'una a tres setmanes. En experiments realitzats en ratolins, el procés de formació d'espermatozoides presa 34,5 dies. En contrast, el procés en els humans pren gairebé el doble de temps.
L'espermatogènesi és un procés complet que pot ocórrer de manera contínua, generant cada dia uns 100 milions d'espermatozoides per testicle humà.
L'alliberament d'espermatozoides per l'ejaculació involucra uns 200 milions. Durant tota la seva vida, un home pot produir des de 10 12 fins a 10 13 espermatozoides.
referències
- Carlson, BM (2005). Embriologia humana i biologia de el desenvolupament. Elsevier.
- Cheng, CY, & Mruk, DD (2010). The biology of spermatogenesis: the past, present and future. Transaccions filosòfiques de la Royal Society B: Biological Sciences, 365 (1546), 1459-1463.
- Gilbert SF. (2000) Developmental Biology. 6th edition. Sunderland (MA): Sinauer Associates. Spermatogenesis. Disponible from: ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK10095
- González-Merlo, J., & Bosquet, JG (2000). Ginecologia oncològica. Elsevier Espanya.
- Larsen, WJ, Potter, SS, Scott, WJ, & Sherman, LS (2003). Embriologia humana. Elsevier,.
- Ross, MH, & Pawlina, W. (2007). Histologia. Text i Atlas Color amb Biologia Cel·lular i Molecular. (Inclou Cd-Rom) 5aed. Ed. Mèdica Panamericana.
- Urbina, MT, & Biber, JL (2009). Fertilitat i reproducció assistida. Ed. Mèdica Panamericana.
- Wein, AJ, Kavoussi, LR, Partin, AW, & Novick, AC (2008). Campbell-Walsh Urologia. Ed. Mèdica Panamericana.